基于 S7-300PLC 的西门子自动化实验室的建设及应用

基于S7-300PLC的西门子自动化实验室的建设及应用

于颖, 王玉

（同济大学中德工程学院，上海 201804）

摘要:介绍了基于S7-300PLC的西门子先进自动化实验室的构建思路，改变了传统的以单一PLC为基础的实验模式，通过PROFIBUS、PROFINET将PLC的控制技术、工业通讯技术整合在一起，并且配备了实际的被控对象，使学生能够模拟实际工业自动化领域的控制，为其提供了PLC应用技术良好的实践平台。结合开设的课程，阐述了实验项目的设计思路。通过实验教学的实践证明，该实验室可以很好的任意组合，实现需要的控制体系配置方案，满足多个课程的实验教学需要。

关键词: 自动化实验室；PLC；PROFIBUS；PROFINET；STEP7

中图分类号: 文献标识码: 文章编号: Construction and Application of Siemens Automation Lab Based on

S7-300 PLC

Yu Ying, Wang Yu

（Tongji University, Chinese-German University of Applied Sciences，Shanghai 201804）

Abstract: This paper describes the idea of construction of Siemens automation lab based on S7-300PLC. It changes the traditional experiment mode based on single PLC. PLC control technology and industry communication is combined through PROFIBUS and PROFINET. Physical controlled object is also equipped in this lab to provide a practice platform for the students analog control technology of real industry automation process. The experiments are introduced according to the lecture. It is proved that the system can combine flexibly to realize needed configuration to satisfy different lecture’s requirements.

Key words: Automation lab；PLC；PROFIBUS；PROFINET；STEP7

可编程控制器PLC经过几十年的发展，其功能从单一的逻辑控制扩展到复杂过程控制领域，并在现场总线出现后，实现了底层现场设备之间以及生产现场与外界的信息交换。传统的分散PLC为基础的实验模式已经不能跟上当今的工业通讯技术发展的要求。本实验室运用PROFIBUS和PROFINET技术实现了PLC网络控制，使学生在掌握单机PLC技术的基础上，又进一步将控制技术及工业通讯技术融合在一起，形成综合性的网络化控制。

1 实验系统配置

SIMATIC S7-300为一种通用型PLC，能适合自动化工程中的各种应用场合，尤其在生产制造工程中的应用。模块化、无排风扇结构、易于实现分布式的配置、以及用户易于掌握等特点，使得其在生产制造工程、汽车工程、机械制造、食品饮料、化工等各个行业都得以发挥其特长。本系统采用了型号为CPU315F-2DP的PLC, 它是故障安全型CPU，带有PROFIBUS-2DP主站/从站接口，可以组态为故障安全型自动化系统，满足安全运行的要求，不需要对故障I/O进行额外的布线，使用PROFIsafe协议的PROFIBUS-DP实现与安全有关的通信。

数字量的输入输出选择了SM323模块，具有16点输入和16点输出。模拟量选择了SM334模块，含有4个输入2个输出。

工业以太网交换机采用了SCALANCE X-200系列，用于总线、星形和环形拓扑结

构的10/100Mbit/s工业以太网，网络具有高可用性以及远程在线诊断功能。支持LED 进行设备诊断（电源、链路状态、数据通讯）。本系统所选X208具有8个RJ45接口。

本系统分布式I/O所选模块为ET200S。它具有按位模块化、高度可扩展性的特点、支持热插拔，支持连接电机启动器、变频器和气动启动元件，从而实现分布式驱动配置。我们还配置了与此模块相匹配的交流变频电机作为被控对象。

操作面板为OP177B，可以轻松的连接到其他控制系统。与西门子PLC完美结合，使整个系统在硬件和软件上达到最优化。具有非常高的对比度，在光线很差的情况下也能方便查看。

2 工业通讯网络的配置

2.1 PROFIBUS-DP

PROFIBUS 是一种国际化、开放式、不依赖与设备生产商的现场总线标准，广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通电力等其他领域自动化。PROFIBUS 现场总线技术在过程和制造工业的应用中，能节省大量线缆、槽架、连接件，减少了系统的设计、调试、维护时间，方便地实现了现场控制设备之间以及设备与控制管理层之间的联系，为控制信息进入公共数据网络创造了条件。PROFIBUS由3个兼容部分组成，即PROFIBUS-DP、PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-PA。我们采用的PROFIBUS-DP特别适合于PLC与现场级分布式I/O设备之间的通信，并可取代4～20mA模拟信号传输。

在本实验装置中既可以通过PROFIBUS连接PLC与分布式I/O，从而控制变频器，又可以把触摸屏直接挂在总线上控制变频器。

2.2 PROFINET

PROFINET由PROFIBUS国际组织(PROFIBUS International) 推出，是新一代基于工业以太网技术的工业自动化通讯标准。完全兼容工业以太网和现有的现场总线技术。PROFINET解决方案囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化，故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题。因此，PROFINET技术的出现，将为工业自动化领域提供一种全新的通讯解决方案，即整个工厂全部使用一个网络连接在一起。

在本实验台中可以将PC、PLC、分布式I/O、变频器全部通过PROFINET连接起来，进行实时控制。

3 实验项目设计

在本实验室中，基于S7-300PLC学生可以完成PLC控制技术、工业通讯及数字控制三门课程的实验。从而掌握PLC的编程原理、工业网络和硬件的组态及PLC的应用。

3.1 PLC控制技术实验

在PLC 控制技术这门课程的实验中，我们采用了一套气动物流传送装置作为控制对象(如图1所示)，学生可以用Step7软件编写程序，测试设备的I/O 地址，练习一些基本编程语言并熟悉软件本身，最终会用顺序功能图(SFC)的方法控制一个顺序动作，并模拟实际工厂的流水线，设置单步运行、自动运行、紧急停止、复位等功能。从而使学生掌握怎样用PLC 控制一个实际的对象。

存贮位置

抓取位置

图1 物流传送装置

3.2工业通讯实验

配合《工业通讯》这门课程，我们共开发了一系列实验，使学生了解不同的方法搭建工业网络并控制被控对象。最基本的如何进行两个PLC 之间的MPI 全局数据包通信，如何通过PROFIBUS 和PROFINET 连接组态硬件。有了这些基础后，我们将触摸屏通过PROFINET 来控制分布式I/O 上的开关和

灯等元件，触摸屏的控制界面是学生通过Wiccflexible 来完成的(如图2所示)。

图2 触摸屏界面

学生还学习使用Starter 软件通过RS232接口用PC

机来直接控制变频器，改变交流异步电动机的转速，

并在此基础上学习用触摸屏通过PROFINET 来实时控制变频器(如图3所示)。

图3 触摸屏控制变频器网络连线及界面

3.3数字PID 控制

在《数字控制》课程中，我们利用PLC 作为控制器，对直流电动机的调速进行PID 控制(如图4所示)，使学生能够了解如何选择PID 参数及采样时间对控制过程的影响等知识。

图4 直流电机调速PID控制

4 结语

自动化实验室的搭建改变了以往以单一分散的PLC为基础的实验模式，力求使学生在掌握单个PLC技术的基础上，又进一步将控制技术和通信技术整合在一起，并充分利用资源，应用在更多的课程实验上。通过实验教学的时间证明，本自动化实验室不仅在专业课的实验中发挥积极重要作用，而且为学生掌握PLC应用技术、进行课程设计、毕业设计及科研研究提供良好的平台。参考文献

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[7] 鞠勇. 面向实际工程应用的PLC实验室建设[J]. 实验室研究与探索,2002,21(1): 101-103.

作者简介：于颖(1977～)，女，讲师，主要从事机电一体化研究。.

2020年(OA自动化)西门子TXP自动化系统介绍-as620

（OA自动化）西门子TXP 自动化系统介绍-as620

SIM-B变型：BIM模块（信号模块）使分散结构可以配置，用总线连接SIM 模块和中央系统组件。 ●AS620F：用于保护和控制任务的故障安全型态。 APF：故障安全自动化处理器 1）FUM-F用故障安全APF自动化处理器组态，并与FUM-F模块有关2）SIM-F用AG-F可编程序逻辑控制器组态，并与SIM-F模块有关AG-F：故障安全可编程序控制器 ●AS620T ●辅助系统 3、AS620的过程控制系统图 ●现场层：包含探测器和执行机构 ●单个控制：是自动化与过程的接口，FUM和SIM模块完成模拟和二进制信号调节并驱动控制器 ●分组控制：自动化处理器组成分组控制。处理开环控制和保护任务，并形成所有 AS620应用中央组件。控制系统概况图三、AS620自动化系统的设计 1、AP自动化处理器 ●概述

软件学院大数据实验室建设方案-2017

xxxx大数据实验室建设方案 1

目录 1建设目标 (3) 2配置方案 (3) 2.1已有资源 (3) 2.2扩容资源需求 (4) 2.3物理服务器扩容配置 (4) 2.4磁盘阵列扩容配置 (5) 2.5FC SAN网络扩容配置 (6) 2.6IP网络扩容配置 (6) 2.7扩容配置清单 (7) 3部署方案 (8) 3.1系统架构 (8) 3.2IP网络部署 (9) 3.3Hadoop集群部署 (9) 3.4部署计划 (10) 4Hadoop教学培训方案 (11) 4.1Hadoop教学优势 (11) 4.2课程以及考核安排 (11) 4.2.1相关教材 (11) 4.2.2课程大纲 (13) 4.2.3考核安排 (16) 4.2.4证书认证 (16)

1建设目标 xxxx软件学院已经建设了云实验平台，在该平台上实现了编程教学实验、数据库实验以及网盘应用系统；该平台技术上采用服务器虚拟化技术通过云管理平台实现了实验环境的快速部署；虚拟化平台基于磁盘阵列集中存储，采用FC SAN 网络架构。现规划建设一个Hadoop 大数据实验室，使用已经建设好的平台，通过扩展资源池的方式部署，利用现有服务器虚拟化平台虚拟出大量虚拟机用于构建Hadoop 集群，主要用于学生实验以及科研用途。假定建设目标和规模如下：建设目标：建设成校级实验室，满足学生做大数据实验和教师大数据科研。建设规模：系统支持100个左右的虚机同时运行，性能满足学生大数据实验需求。扩展性需求：系统需具备良好扩展能力，可以方便扩展系统容量和性能，以满足更多实验和科研需求。 2配置方案本章节对构建大数据实验室所需要的硬件资源进行配置，从大数据实验资源需求出发来分析构建大数据实验室需要对现有物理服务器、磁盘阵列、FC交换机、IP网络交换机的资源做哪些扩容。 2.1 已有资源云实验平台已经部署了10多台2路物理服务器，通过1台FC交换机与1台磁盘阵列连接；现有物理计算资源可以支撑同时运行200个虚机（1个LCPU、

工厂自动(西门子PLC)控制系统方案

********有限公司控制系统成套设备技术方案 *****科技有限公司 ****年**月**日

目录第一章、概述 (3) 第二章、总体方案 (3) 1、设计原则： (3) 2、系统配置 (4) 2.1控制系统主要设备 (5) 3系统方案 (6) 3.1.监控系统方案 (6) 3.2逻辑控制方案 (8) 3.3 过程控制方案 (10) 3.4网络配置方案 (10) 3.5 设备明细 (14) 4保护方案 (17) 第三章、方案编制依据 (18)

第一章、概述 *****有限公司**厂是一座大型*****，设计规模为 3.00Mt/a （预留150Mt/a主洗车间）。针对**厂的技术方案，我们做了详细的控制方案，包括：集控室上位机监控方案、逻辑控制方案、过程控制方案、网络配置方案。第二章、总体方案 1、设计原则：根据技术要求，本厂控制系统成套设备方案分为：系统配置、系统方案、和各种保护方案。根据标书要求系统形成后，**厂在自动化技术装备和控制上达到国内先进水平。生产环节实现自动化检测、控制与监视，实现对设备的远程监控操作。主要生产指标及设备工况信息实现实时采集，并实现信息处埋、查询网络化。建立分层次的网络结构，实现"管、控一体化"，实现与厂计算机网络与与园区计算机网络的互联，集控数据可通过OPC接口上传

至园区信息中心。本工程设计满足先进性、可靠性、实用性、经济性、可升级和标准化等方面的要求。 2、系统配置根据**厂工艺特点，在厂综合楼集控室内设置控制台1套，配置生产监控工作站，对设备运行集中管理、控制，并打印报表等。 PLC控制站分布如下：主厂房配电室设置1套准备车间配电室设置1套压车间配电室设置1套 6号转载点变配电室设置2套 I/O控制分站分布如下：车间配电室设置1套 1号转载点配电室设置1套 7号转载点配电室设置1套原仓上配电室设置1套

西门子自动化控制系统在汽车生产线中的应用

西门子自动化控制系统在汽车生产线中的应用王文忠西门子自动化与驱动集团一、项目简介北京奔驰-戴姆勒?克莱斯勒汽车有限公司（简称BBDC）位于北京经济技术开发区，于2005年8月8日正式成立。其前身北京吉普汽车有限公司创立于1983年5月5日，是中国汽车行业第一家中外整车合资企业。BBDC是一家具有世界汽车制造业领先技术与制造水平，融汽车研发、制造、销售和售后服务为一体的现代化企业，其生产厂房占地3200亩。第一期建设工程30万平方米，具备年产10万辆汽车的生产能力，最终将达到年产30万辆汽车的目标。BBDC生产梅赛德斯-奔驰、克莱斯勒、Jeep、三菱等众多国际知名品牌的轿车和越野车，并为中国军队定点生产，拥有完全自主知识产权的第二代军用轻型越野车。 BBDC生产线自动控制系统是国内首家使用Integra标准的项目，该标准的实施极大的提高了工作的效率和优化了工作流程。它共分为5个子系统，按照工业流程分为：调整打磨系统、漆前缓存系统、漆后缓存系统、总装系统和门线系统。其中调整打磨系统是将冲压焊装系统生产的车身进行打磨，保证车面的光滑，为喷漆车间的喷漆做好准备。为了协调不同生产线的更好的生产，提高生产效率，在进入喷漆车间前，必须对不同车型的车身进行统一的管理，漆前缓存就是对车身进行有效的存储、运送的控制系统，如图1所示。为了实现同样的目的，在车身从喷漆车间出来后，也需要漆后缓存系统对车身的协调管理。然后车身就被送往总装系统，进行车内饰、底盘以及发动机的安装，如图2所示。同时车身的车门被摘取进行门内饰的安装，在车身到达门线系统时，车门又被重新安装。最后你将看到如图3所示的漂亮的汽车下线。图1 漆前缓存生产线

2016年全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛ITEM3运动控制赛项样题

2016年西门子杯全国大学生工业自动化挑战赛 ITEM3运动控制赛项样题一、赛项介绍运动控制赛项主要面向自动化、机电一体化、装备制造等专业方向的参赛选手，着重于参赛选手运动控制系统方面能力的培养。本赛项通过实际使用运动控制设备完成规定控制任务并结合现场答辩的方式，来着重考察参赛选手对运动控制系统理论知识的掌握程度和灵活运用的能力，以及对于典型运动控制系统实际调试的熟练程度。本赛项所采用的运动控制器为实际生产中广泛采用的西门子SIMA TIC 315T控制器，驱动部分则采用了通用性强、性能出众的SINAMICS S120系列驱动产品。这两者的结合使用，可轻松满足运动控制系统对响应速度、定位精度、同步精度等方面内容的要求。本赛项分为初赛和决赛两个环节。其中，初赛环节采用完成不同规定任务的方式进行比赛，该环节着重考查参赛选手运动控制系统的基本调试能力。决赛环节控制对象为一经过抽象后的实际生产设备，控制方案需要参赛选手根据控制要求自行设计，该环节要求选手不仅仅具备驱动器的调试能力，还需要具备一定的方案设计和控制程序编写能力。决赛环节还设置了笔试环节和方案答辩环节，在这两个环节中，会对参赛选手的运动及控制理论基础知识及其系统分析和程序设计的思路进行考查，从而更好的反映出参赛选手的综合素质。二、运动控制系统描述 1. 设备组成运动控制系统主要由电气箱(运动控制器、控制单元、整流单元、电机模块、变压器、手操盒等)与被控对象(伺服电机、减速箱、同心圆盘对象包、物料卷绕对象包)组成。 2. 设备清单 2.1 控制系统设备清单：

2.2调试软件及硬件： STEP 7 V5.5可编程控制器调试软件 S7-Technology V4.2 T系列可编程控制器调试软件 STARTER运动控制器调试软件 WinCC Advacnced v13或更高版本人机界面组态软件调试用计算机、通讯电缆与测量仪器 2.3 对象模型清单：带刻度圆盘大、小各一个圆盘用同步带两根铝质安装背板物料卷绕对象包 3. 对象模型描述对象模型- 同心圆盘共一大一小两个圆盘，各由一部电机驱动。盘面带有刻度指示。大、小圆盘均由伺服电机驱动。

西门子数字化制造解决方案

西门子数字化制造解决方案篇一：西门子数字化企业平台方案与智能制造西门子数字化企业平台方案与智能制造智能制造与数字化企业平台意味着将现实和虚拟世界结合在一起，从全局角度看待整个产品开发与生产过程，推动每个过程步骤都实现高能效生产–覆盖从产品设计到生产规划、生产工程、生产实施以及后续服务的整个过程。智能制造与数字化企业平台生产规划和生产工程西门子致力于成为面向整个产品开发与生产过程的整合型供应商–覆盖从产品设计和生产规划直至生产工程、生产实施以及后续服务的整个过程。这便是智能制造与数字化企业平台。对于制造业的未来，我们展示了我们如何通过众多的产品、解决方案、服务和全面的纵向市场专业知识为客户提供支持，助其提高生产率和效率。我们为所有客户统一部署智能制造与数字化企业平台技术。我们凭借广泛的产品组合，深厚的纵向市场专业知识–在这一次再次得到证明，并且再度覆盖全球–以及对客户的极大重视，确保带来最佳的工业产品和解决方案，满足不同客户的需求。我们拥有广泛的自动化技术、工业控制及驱动技术、工业信息技术与软件以及行业服务，为世界各地的客户提供覆盖整个价值链的全面支持–包括从产品设计到生产规划，从过程工

程一直延伸至生产实施和后续服务。利用虚拟机工具进行生产规划现代化机床耗资不菲，而且必须充分发挥其能力才能让企业获得最大的投资回报。如果将机器闲置不用，将是很大的损失。当机器投入运转时，要确保其各项功能发挥稳定，并尽可能提高运作效率。如果在生产中需要不断重复设置机床，或将其改装用于培训用途，将会产生机器被白白闲置的时间。然而，这种情况只要借助虚拟机工具即可避免，它像实体机床一样运转，但完全是通过工业信息技术与软件程序来模拟的。西门子就有这样一款解决方案，其名称很贴切地被称为虚拟机工具，是智能制造与数字化企业平台的重要组成部分。它可被用于设定机床设置，还可供培训和验证子程序之用，大大节省使用实体机床的时间。虚拟机工具可缩短机床的非生产性操作时间，其仿真度很高，可减少对实体机床的非生产性利用，进而显著提高生产效率和能源效率。它为制造业的未来提供了卓越的范例。金属行业的制造业的未来西门子目前正与 LanzaTech 合作开发适用于钢铁制造业的一体化解决方案。XX 年，LanzaTech 的微生物气体发酵技术在上海附近的一座工厂（宝钢集团的合资企业）得到成功验证。西门子和 LanzaTech 将合作对该技术进行深入开发。LanzaTech 计划于 XX 年开始在中国动工新建两座

高校大数据实验室建设解决方案

高校大数据实验室建设方案一、建设目标章鱼大数据实验室的建设目的是作为大数据教学实验及科研平台，包括数据挖掘与大数据分析平台。实验室的设计全面落实“产、学、研、用”一体化的思想和模式，从教学、实践、科研和使用多方面注重专业人才和特色人才的培养。利用虚拟化教学资源，搭建教学系统和集群平台，将理论学习、实践教学和大数据项目实战融为一体，由难而易、循序渐进，逐步提升学生的学习技能和实践水平，提高“学”的质量和成效。利用大数据分析主流软件框架，搭建与业界主要用户一致的实验与科研环境，将理论课程中学到的数据挖掘算法运用到实际的数据分析过程中，提升学生的动手操作和项目实践能力。使得学生所学与企业项目人才需求无缝衔接，与教师的科研工作紧密配合。通过专业的大数据分析计算资源搭建的开放式大数据分析平台，可以充分的融合教师的科研需求，教师可以在开放的平台环境下开展大数据科研工作，提升教师的科研创新能力，充分提高“研”的成效。二、产品优势

交互式学习模式提供体系完整、简单易用的在线教学课堂；以基础知识学习、在线视频教学、习题、线上测试、评估等为主线的一系列方法，确保学生在短时间内掌握大数据虚拟仿真实验、分析部署技能。真机实验训练实验训练体系设计成各模块相对独立的形式，各模块交互式的实验任务、大数据实验机、实际项目上机操作，通过多方位的训练，最终灵活的、渐进式地掌握大数据生态体系。大数据实战及案例分析提供实验数据，包括网站流量数据、租房及二手房数据、电商商品交易数据、搜索引擎访问等多种行业数据，数据内容超过20TB，同时周期更新数据内容。充分支撑科研工作

提供行业数据及案例解剖用于基础研究，提供数据分析方案及流程，提供数据更新接口，可以对行业数据进行分析统计，按需求生成数据报表，为科研工作提供数据支撑。例如某地区经济数据分析、股市数据分析、全国地震数据分析、食品价格行业数据分析等。三、建设规模按照60台大数据实验机容量进行同时在线使用进行建设为基础，整体系统提供快速扩容升级服务。四、硬件配置采用十六台高性能品牌服务器作为大数据节点进行建设，采用企业级全千兆三层交换机进行网络数据交换。每台节点的配置如下：

2018年西门子杯中国智能制造挑战赛

2018年“西门子杯”中国智能制造挑战赛（原全国大学生工业自动化挑战赛）连续过程设计开发赛项初赛对象工艺说明 2018年“西门子杯”中国智能制造挑战赛（原全国大学生工业自动化挑战赛）连续过程设计开发赛项初赛对象工艺说明 2018年反应器对象增加了循环物料的回收工艺，特针对这部分工艺做进一步说明： 1、闪蒸罐罐顶部的阀门PV1102为抽真空阀，它的作用是在闪蒸罐未闪蒸前，提前通过真空泵P104与此阀门，将闪蒸罐内的压力降低到大气压下，如20-40kpa，然后就可以关闭。 2、闪蒸罐顶部额阀门PV1101是用来回收闪蒸产生的A物料，当闪蒸罐开始闪蒸时，通过调节P104与此阀门，将闪蒸产生的以A物料为主的气相引入到冷凝器（此时冷凝器的冷却水应该打开），然后变成液相进入到冷凝罐，待冷凝罐建立液位后，通过循环泵打到混合罐内。 3、因为PV1102与PV1101的作用与投用时间完全不同，因此不要同时打开这两个阀门。 4、整个系统有一定的设计工艺与稳态要求，开车时，切记阀门开度大起大落，如一开始就把所有阀门开到最大，应当缓缓调节，慢慢提高负荷。 5、综上，这部分的开车流程建议如下：（1）在开车开始阶段，提前通过真空泵P104与阀门PV1102，将闪蒸罐内的压力降低到大气压下，如20-40kpa，然后就可以关闭。（2）反应器进料，慢慢反应，温度上升，上升到一定温度（或反应器液位到一定高度），将反应器底部物料打入闪蒸罐，此时，可能还未闪蒸，随着温度的升高，开始闪蒸（表现为闪蒸罐的压力开始增大）。（3）当闪蒸罐开始闪蒸时，通过调节P104与阀门PV1101，将闪蒸产生的以A物料为主的气相引入到冷凝器（此时冷凝器的冷却水应该打开），然后变成液相进入到冷凝罐，待冷凝罐建立液位后，通过循环泵打到混合罐内。（4）一旦出现冷凝罐压力太大（往往是因为进入的物料没有冷凝或者冷凝不够，呈现气相），可以通过打开冷凝罐排气阀排气，回到常压后，再关闭。

西门子全集成自动化理念初探

西门子全集成自动化理念初探吕增芳（山西工程职业技术学院机电系，山西太原"&""%!）摘要：系统阐述了全集成自动化理念的内涵，指出其特点在于统一的数据管理、统一的编程组态、统一的通讯以及无与伦比的开放性，其中采用()*++与,-./%两个软件进行了说明，并提出全集成自动化应用将是今后自动化技术发展应用的方向。关键词：全集成自动化；特点；发展中图分类号：-/!%文献标识码：0 !全集成自动化理念的产生随着工业自动化过程控制理论、计算机技术和网络通讯技术的迅猛发展。同时各类控制系统竞争日趋激烈，用户对工业自动化过程控制系统的可靠性，复杂性、功能的完善性、人机界面的友好性、数据分析、管理的快速性、系统安装、调试、运行与维护的方便性，提出了愈来愈高的要求，即各类控制系统之间的数据调用日益频繁，要求的实时性、开放性愈来愈强，西门子自动化与驱动集团作为全球自动化领域技术、标准与市场的领导者，响应这一市场需求，于是’11#年提出“全集成自动化”的概念。全集成自动化思想就是用一种系统完成原来由多种系统搭配起来才能完成的所有功能。应用这种解决方案，可以大大简化系统的结构，减少了大量接口部件，应用全集成自动化可以克服上位机和工业控制器之间，连续控制和逻辑控制之间，集中与分散之间的界限。全集成自动化-)0（-234556)7389:438;0<32=43>27）即统一的组态和编程、统一的数据库管理和统一的通信，是集统一性和开放性于一身的自动化技术。比如()*++作为-)0的,+0?0部件，,)@0A+/+,-是-)0的过程控制系统，()*++和/+,-虽然是两个独立的系统，但它们相互间可以进行统一组态、编程，数据存储和通讯。 "全集成自动化的统一性 "B!统一的数据管理全集成自动化技术采用全局统一的数据库，西门子各工业软件都是从一个全局共享的统一的数据库中获取数据。这种统一的数据库，统一数据管理机制，所有的系统信息都存储于一个数据库中而且只需输入一次，不仅可以减少数据的重复输入，节约人力、财力，更重要的是，它还可以降低出错率，提高系统诊断效率，大大增强了系统的整体性和信息的准确性，从而对工厂的安全稳定运行提供技术保障。用()*++和,-./%软件作为例子，其数据管理统一性具体体现在以下几个方面： ’）在()*++中直接使用,-./%变量符号，这样变量只需要输入一次且维护方便。 !）通过与变量的自动映射，保证数据存贮的一致性，直接存取,-./%变量，排除()*++组态时的错误。 &）在()*++中调用,-./%的逻辑块。 ,-./%中的逻辑块在()*++中可直接调用。通过这种方式可将()*++的图形符号与,-./%的逻辑相连。 C）多用户功能，这是-)0技术的一个显著特色。随着项目规模的增大，多用户功能愈发重要。-)0可以方便地实现多个技术人员同时在同一项目下工作，而互不干扰。 "B"统一的编程、组态在全集成自动化中，所有的西门子工业软件都可以互相配合，实现了高度统一，高度集成，组态和编程工具也是统一的，只需从全部列表中选择相应的项；对控制器进行编程、组态D@)，定义通讯连接或是实现动作控制等操作。 ’）统一的界面 ,)@0-)+工业软件家族具有统一、友好的界面。通过集成安装，用户可以在,)@0-)+@0*0E.A的统一界面下工作，在,-./%中直接调用其它软件。这样使用户始终在熟悉的界面环境下工作，提高了工作效率，降低了培训费用。 !）面向对象的“块”概念 ,)@0-)+软件中基于面向对象思想的“块”概念，相当于+语言编程中的宏调用，如果用户想实现许多相同的功能，不需要重复设置，只需统一编写一个程序块就可以了，从而避免了大量重复性劳动。 &）与平台无关的编程统一的编程还实现了平台的无关性，用户程序在基于 /F+的控制系统和基于/+控制系统中都能运行。这给程序的移植带来很大的方便，使用户在系统改造时能最大限度的降低成本。 "B#统一的通讯 -)0实现了从现场级、控制级到管理级协调一致的通讯： ’）在,)@0-)+中，工业以太网和/A G H)I J,采用统一的组态，当网络连接发生改变时，只在通讯组态中改变选项山西电子技术 "$$%年第#期综述万方数据收稿日期：!""#$"!$!%作者吕增芳女&’岁工程师

2015年全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛设计开发型赛项总决赛赛题

2015年全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛设计开发型赛项总决赛赛题 2015年全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛设计开发型赛项总决赛赛题一、被控对象描述 1. 工艺流程所选被控对象为过程工业常见的反应器系统，属于连续反应过程。反应过程为反应物A、反应物B以及催化剂C发生反应，生成产物D。反应属于放热反应，由热水加热(夹套)诱发，由冷却水(蛇管)进行冷却。其工艺流程图(示意图)如下: FV1203 FI1203物料B HS1101 FI1104物料C FV1201FV1104 反应器FI1201PI1201物料ATI1201 FV1105HS1102 AI1201FI1105LI1201冷却水冷却水 FI1202FV1202 产物D 该连续反应系统以反应物A、反应物B以及催化剂C，在反应温度70.0?下进行反应，反应的产物为D。反应设备包括:反应器，反应器耐压约1.5MPa。为了安全，要求反应器在系统开、停车全过程中压力不超过1.2 MPa。

反应过程主要有三股连续进料。第一股是反应物A，FI1201为进料流量， FV1201是进料阀;第二股是反应物B，FI1203为进料流量，FV1203是进料阀;第三股为催化剂C，FI1104为进料流量，FV1104为进 1 2015年全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛设计开发型赛项总决赛赛题料阀门;HS1101为搅拌开关;HS1102为热水加热开关，热水用来诱发反应。反应器内主产物D重量百分比浓度在图中指示为AI1201，反应温度为 TI1201，液位为LI1201。压力为PI1201。反应器出口流量为FI1202，由出口阀FV1202控制其流量。反应器出口为混合液，由产物D与未反应的A、B、C组成。反应器冷却水入口流量为FI1105，由阀FV1105控制流量。 2. 开车步骤 1( 初始化检查，系统处于开车前状态，确认所有阀门处于关闭状态。 2(开FV1203，开始B进料，液位上升。 3(液位上升到50%左右，开FV1201，开始A进料。 4(当液位上升到60%，打开阀门FV1202。 5. 打开搅拌开关HS1101。 6. 打开热水加热开关HS1102，诱发反应。 7. 打开催化剂阀门FV1104。 8. 当温度TI1201达到40?时，关闭热水加热开关。 9. 如果温度继续上升则反应诱发成功，调节冷却水进料反应器温度缓慢上升，直到到达70?。 10. 反应器正常运行时，确保反应器温度、压力、液位、产品组份和出口流量均维持在工艺要求范围内。同时，确保反应器处在安全、稳定的生产工况。二、控制任务

物联网大数据分析实验室建设方案章鱼大数据

物联网大数据分析实验室建设方案一、项目背景 “十三五”期间，随着我国现代信息技术的蓬勃发展，信息化建设模式发生根本性转变,一场以云计算、大数据、物联网、移动应用等技术为核心的“新 IT”浪潮风起云涌，信息化应用进入一个“新常态”。章鱼大数据为积极应对“互联网+”和大数据时代的机遇和挑战，适应经济社会发展与改革要求，开发建设物联网大数据平台。物联网大数据平台打造集数据采集、数据处理、监测管理、预测预警、应急指挥、可视化平台于一体的大数据平台，以信息化提升数据化管理与服务能力，及时准确掌握社会经济发展情况，做到“用数据说话、用数据管理、用数据决策、用数据创新”，牢牢把握社会经济发展主动权和话语权。二、物联网行业现状数字传感器的大量应用及移动设备的大面积普及，才会导致全球数字信息总量的极速增长。根据工信部的统计结果，中国物联网产业规模在2011年已经超过2300亿元，虽然和期望的“万亿规模产业”还有一定距离，但已经不可小视。其中传感器设备市场规模超过900亿元，RFID产业规模190亿元，M2M终端数量也已超过2100万个。另一个方面，我国的物联网企业也呈现出聚集效应，例如北京中关村

已有物联网相关企业600余家，无锡国家示范区有608家，重庆、西安等城市也有近300家。从区域发展来看，形成了环渤海、长三角、珠三角等核心区以及中西部地区的特色产业集群。在2009年以前，可能没有哪家企业说自己是物联网企业。一夜之间产生的上千家物联网企业，他们的核心能力、产品或服务价值定位、目标客户和盈利模式都是如何呢？首先来看这些物联网企业从哪里来。现在的物联网企业主要分为三类，第一类是以前的公用企业转型，最典型的是电信运营商，他们有自己的基础设施，有客户资源，因此自然转型到物联网行业。除了电信运营商，一些交通基础设施运营商、甚至是气象设施运营商，也都转型为物联网企业。第二类是传统IT企业，例如华为、神州数码，以及众多上市公司等。这一类公司也是在传统的优势积累基础上开拓物联网新业务。第三类是一些制造企业，包括传感设备制造企业，网络核心设备制造企业，还包括如家电等一批传统制造企业。这一类企业不能说没有大企业，但是绝大多数都是中小型企业。这些企业的核心能力主要体现在三个方面，第一是传感器和智能仪表，第二是嵌入式系统和智能装备，第三是软件与集成服务。再来看我国物联网应用的领域。通过对多个部委和地区的物联网专项进行汇总，下图列出了目前提到最多，也是应用最成熟的八个领域。但是换个角度再看，不管是工业控制、供应链管理、精准农业，还是建筑自动化、远程抄表、ETC，其实都并不是新的技术领域，而是在物联网这个大概念下重新包装后再次引起了人们的兴趣。总的来

西门子TXP自动化系统介绍_as620

西门子TXP自动化系统 ——AP介绍一、TXP系统概述 ●OM650----操作与监视系统 ●ES680-----工程系统 ●DS670-----诊断系统 ●AS620-----自动化系统 ●SINET H1-----通讯系统二、AS620自动化系统概述 1、作用与任务 AS620系统完成工业过程的自动化任务。AS620从过程获取测量的数值和状态，进行开环和闭环控制功能，传递产生的操作变量数值，校正数值及其对过程的命令。其他子系统利用AS620子系统作为过程的接口。AS620传递来自OM650操作员通讯和显示系统的命令至过程，从过程读出OM650、ES680或DS670系统所需要的信息，并传递这个信息到OM650。 2、分类 ●AS620B： FUM-B变型：在一中央结构中，FUM模件（功能模件）被用于连接过程的探测器和执行机构。 SIM-B变型：BIM模块（信号模块）使分散结构可以配置，用总线连接SIM模块和中央系统组件。 ●AS620F：用于保护和控制任务的故障安全型态。 APF：故障安全自动化处理器 1）F UM-F用故障安全APF自动化处理器组态，并与FUM-F模块有关 2）S IM-F用AG-F可编程序逻辑控制器组态，并与SIM-F模块有关AG-F：故障安全可编程序控制器 ●AS620T ●辅助系统 3、A S620的过程控制系统图 ●现场层：包含探测器和执行机构 ●单个控制：是自动化与过程的接口，FUM和SIM模块完成模拟和二进制信号调节并驱动控制器 ●分组控制：自动化处理器组成分组控制。处理开环控制和保护任务，并形成所有 AS620应用中央组件。

西门子的工业4.0

西门子的工业4.0 1 简介在各种有序运行的机器旁边，几名身着蓝色工装的工作人员在电脑前不慌不忙的操作，脚下洁净的地面给人一种错觉——这里像是一间文职人员的办公室。生产线上，各种元器件在传感器的配合下自动前行，有的右拐，有的前行一段时间右拐，才证实这里确是生产车间。 2013年9月11日，西门子位于成都高新区的工业自动化产品成都生产研发基地（SEWC）正式投产。该项目总建筑面积35300平方米，是全球最先进的电子工厂之一，也是西门子在德国之外建立的首家“数字化企业”。 SEWC以突出的数字化、自动化、绿色化、虚拟化等特征定义了现代工业生产的可持续发展，是“数字化企业”中的典范。作为西门子工业自动化全球生产及研发体系中最新建成的一座“数字化企业”，SEWC实现了从产品设计到制造过程的高度数字化。同时，西门子为中国工业用户量身打造的“Simatic IPC 3000 SMART”，也作为首款由SEWC研发和制造的工业计算机于当日实现量产。SEWC还将陆续生产西门子SIMATIC品牌的多款工业自动化产品。 SEWC生产车间主要为上下两层。一层为物流层，偌大的空间中，除了传送带，只有一名工人操纵者一辆小车缓缓驶过。这一层最多只需要6~8名员工，从原材料的进入到送检、按需分送、不同工序加工、到成品打包，垃圾包装运送等一系列流程，都将在传送带上自动完成。所有的材料，一直到生产完成，遍布生产线的传感器都能通过条码记录下各种数据，绝不可能出现差错，也不可能出现物品掉落的情况。就算断点也会有数据的备份而不会导致生产过程出现任何的紊乱。车间的二层为制造车间，从物流层传上来的原材料将在这里通过各种程序成为产品。每个班次只需要20~30名工作人员就能完成各项工作。 2定义工业4.0 西门子工业已经从事了160余年的制造，同为制造企业，西门子也遭遇了制造企业不可避免的挑战。西门子认为，制造业存在三大需求——提高生产效率、缩短产品上市时间、增加制造的灵活性。然而在传统的制造条件下，要同时满足这三大需求并不容易，企业通常得牺牲灵活性来提升生产效率和缩短产品上市时间。如，iPhone产品由于企业缺少制造能力，只能一次推出一款产品，降低生产的灵活性；而三星自身具备制造能力，能在短期内不断推出各类产品参与竞争。

西门子全集成自动化技术国内培训方案

高等职业学校专业骨干教师国家级培训项目 “西门子全集成自动化技术”国内培训方案响应国家“十二五”规划战略部署中对大力发展职业教育的指示，并根据本地区“十二五”经济社会发展规划和教育部办公厅财政部办公厅《关于做好职业院校教师素质提高计划2012年度项目申报工作的通知》（教师厅函〔2012〕11号）的有关精神，结合我国对电气自动化技术行业人才培养的需求和高等职业院校电气自动化类教学一线教师的现状制定本培训方案。一、机构背景与培训能力（一）黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院始建于1929年3月，原隶属国家水利部，现实行中央与河南共建，属全额预算拨款的公办高等院校。学院1999年被教育部、财政部列入“面向21世纪教育振兴行动计划”支持建设院校；2000年被教育部列入全国首批15所示范性职业技术学院建设单位；2005年被教育部等七部委授予全国职业教育先进单位；2006年荣膺河南省最具特色的十佳职业院校；2006年12月，被教育部、财政部确定为首批28所国家示范性高等职业院校，并于2009年顺利通过国家验收。学院拥有国家级精品专业1个，国家级教学改革试点专业2个，省级各类重点专业14个；拥有国家级精品课程13门，省级精品课程18门，在河南省高校中名列第一。学院地处中国历史文化名城、国家级优秀旅游城市的河南省开封市。学院占地1400余亩，建筑面积48万㎡；校内实验实训场馆148个；现有教职工900人，其中教授、副教授占30%以上，硕士、博士占50%；在校全日制专科生16000余人、成人教育学生近2000人；开设有18个系（部、院），专业73个；毕业生就业率一直保持在90%以上，先后获得“河南省大中专毕业生就业工作先进集体”、“全国就业力十强高职院校”、“全国高职院校就业‘星级示范校’”等荣誉称号、全国毕业生就业典型经验高校（简称“就业五十强”高校）。

SiemensS7-300F 系统

目录 SIMA TIC S7-300F安全系统应用总结........................................- 1 - 1 故障安全系统概述 ............................................................................................. - 1 - 1.1 什么是故障安全自动化系统 ..................................................................... - 1 - 1.2 西门子安全集成的概念 ............................................................................ - 1 - 1.3 SIMA TIC S7 中的故障安全系统 ................................................................ - 1 - 1.3.1 SIMA TIC S7 自动化系统提供两种故障安全系统.............................. - 1 - 1.3.2 可实现的安全要求.......................................................................... - 2 - 1.3.3 S7 Distributed Safety 和S7 F/FH Systems 中的安全功能原理 ........... - 2 - 2 S7 Distributed Safety组件 ................................................................................. - 2 - 2.1 系统结构 ................................................................................................. - 2 - 3 分布式系统的组态和编程................................................................................... - 4 - 3.1 综述 ........................................................................................................ - 4 - 3.2 硬件组态步骤 .......................................................................................... - 5 - 3.2.1 组态硬件........................................................................................ - 5 - 3.2.2组态CPU ........................................................................................ - 5 - 3.2.3 组态F-IO ...................................................................................... - 7 - 3.2.4 保存编译...................................................................................... - 11 - 3.2.4 F-I/O DB 变量 .............................................................................. - 11 - 3.2.5程序结构....................................................................................... - 13 - 3.2.6创建Failsafe Runtime Group .......................................................... - 14 - 3.2.7 编译下载Failsafe 程序 ................................................................ - 14 - 4 应用中问题处理............................................................................................. - 1 5 -

采用西门子PLC控制的自动化生产线案例

一、引言上海大众汽车有限公司引进的德国SCHULER 6000KN大型自动化冲压线主要用来生产PASSA T轿车4门2盖等中型冲压件，平均冲次可达6.7次/分钟。SCHULER冲压线主要由6个压机单元和6个机械化单元组成，压机单元主要用来进行料片冲压，机械化单元主要采用吸盘方式进行料片拆垛、压机之间料片传送等任务。 SCHULER自动化压机线的控制设备采用先进的西门子控制设备，整个自动化控制网络分为两级，第一级为基础自动化网络，它主要包括现场层SIEMENS 可编程控制器SIMA TIC H1网络和操作员工作站WINCC网络；第二级为服务器控制管理层网络。 SCHULER压机线的整个工业控制网络系统较为复杂，由环形拓扑结构、星形拓扑结构、总线形拓扑结构三种拓扑结构类型的工业控制网络组合而成。二、基础自动化网络 2.1 现场层网络 SCHULER 压机线现场层控制采用PLC和PROFIBUS现场总线控制。每个压机单元和机械化单元各采用独立的PLC控制，PLC采用西门子S5-115U可编程控制器，整条压机线共使用了12个PLC进行控制。 2.1.1 PLC H1 网络服务器与现场层PLC通讯采用SIMA TIC H1以太网络，CSMA/CD协议，光缆介质，通信速率为10Mbps，环形拓扑结构。每单元PLC都配置有CP1430通讯模块，通过相应的OLM（光电转换模块）上网通讯，服务器内置CP1413通讯模块通过第一单元OLM模块与PLC H1网通讯。在此服务器起到参数的上传／下送作用，它与PLC之间的数据交换通过DDF（动态数据交换）来进行。使用光纤网不仅满足了高速大容量的数据交换，也大大增强了抗外界电磁场干扰以及抗泄漏的性能，环形结构的好处是一旦光纤网链路发生断裂，仍可保持通信；此外，它完全与电位无关地运行，不必花费昂贵的等电位连接费用，且大大增强了网络的可靠性。 2.1.2 PROFIBUS 总线 PLC与现场设备的通迅采用西门子公司的PROFIBUS－DP现场总线，PROFIBUS－DP总线是一种全分布式现场总线型现场控制网络，它通过ET200分布式输入／输出系统与现场设备之间实现双向串行多节点数字通信。单个分散的现场设备通过PROFIBUS总线连接成可以相互沟通信息、共同完成控制任务的网络系统和控制系统，形成控制功能彻底下放到现场的全分布网络集成式新型控制系统，它大大简化了现场布线并节省了安装费用。 ET200分布式输入／输出系统采用主栈和从栈结构, 主栈在总线上向从栈发送数据并向从栈索取数据, 从栈只有当主栈发出请求时才能与主栈进行数据交换。

西门子工业自动化与驱动软件安装及注意事项

西门子工业自动化与驱动软件安装西门子软件安装的顺序: 1. WINDOWS XP SP2专业完整版操作系统安装 2. STEP 7 V5.4（中文） 3. PROTOOL V6.0 SP2（中文） 4. WINCC FLEXIBLE 2007（中文） 5. WINCC V 6.0或V6.2（中文） 6．DriverMonitor V5.4.软件 7．SIMOCOMU V8.3.7（中文）软件 8. FM354 V4.3参数化软件 9．STARTER V4.1软件安装注意事项 1.安装时请退出杀毒软件的使用 2.最好将光盘上的文件复制到硬盘分区的根目录下再安装 3.该目录的名称不用中文，否则会出现“找不到SSF文件”的错误 4.生成的应用项目的路径和名称也建议不用中文，否则在 WINCC中不能运行 5.操作系统最好是WINDOWS专业完整版的XP SP2 6.希望在教师的要求和指导下分步安装,切不可一口气安装

STEP 7 V5.4 SP4(中文) 安装 ? 1.操作系统必须是Windows XP专业版SP2以上 ? 2.将光盘上STEP_V5.4(中文)复制到硬盘再安装 ? 3.STEP7_V54_SP4_Chin_PftW---Install_PftW--- setup.exe ? 4.STEP7_V54_CHINESE---S7-Plcsim_1---setup ---Setup.exe ? 5.STEP7_V54_CHINESE---STEP7 5.4授权--- SIEMENS-Chinese Protool V6.0 SP2的安装 1.Install---点击“Chinese(china)”--- Protool/Pro CS 2.点击“Protool/Pro RT” 3.安装授权：Protool---Pro RT keys ---SIEMENS---chinese.exe---授权 ---安装单个授权---选择： 128Tags,256Tags,2048Tags---OK Wincc flexible 2007 安装 1.先安装光盘: Microsoft tools & Service packs for Wincc flexible 2007 ①安装语言: 简体中文---下一步 2. ①我接受本许可证协议的条款---下一步 3.√Microsoft Net Framework 1.1 SP1 √Microsoft Net Framework 2.0 √MSDE 2000 SP4 4. 安装光盘: Wincc flexible 2007 China---下一步--- ①我接受本许可证协议的条款---下一步---Wincc flexible 2007---√完整安装 √运行系统仿真 √许可证管理器